[发明专利]公路钢箱梁桥温度梯度模式的评价方法

说明书

本发明涉及一种公路钢箱梁桥温度梯度模式评价方法，在钢箱梁桥腹板和顶板上布置温度测点并采集温度，将采集获得的钢箱梁桥温度进行分析，找出腹板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；得到竖向温度梯度模式腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式顶板各折点的日极值温差值；对钢箱梁桥的顶板和腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；最后通过步骤(6)计算不同重现期无铺装和铺装后钢箱梁的温差标准值，并得到温差标准值的建议值。

技术领域

本发明属于桥梁温度检测技术领域，具体涉及到一种公路钢箱梁桥温度梯度模式的评价方法。

背景技术

温度荷载作为一种自然荷载，其形成的根本原因在于太阳能量的传输和地球自身的运动，以及当地气象环境、地理条件，相对于结构的使用期而言，这些因素的变化是可以忽略的，因此将温度荷载按平稳随机过程看待。

桥梁结构上的温度作用分为均匀温度作用和梯度温度作用。梯度温度作用又可分为竖向温度梯度作用和横向温度梯度作用。温度梯度作用在桥梁结构上会引起温度自约束应力，即结构内部纤维间温度不同，产生的应变差受到纤维间相互约束而引起应力。桥梁结构在日照作用下产生显著温度效应的现象最早于20世纪50年代由前联邦德国学者发现。近几十年来，国内外都发生了由温度应力导致桥梁结构发生严重损坏的事故。国内外学者对桥梁结构温度作用的早期研究均集中于混凝土桥梁，提出了一系列研究方法并取得了一些研究成果。

随着桥梁结构设计理论的日益成熟与施工技术的发展，大跨度钢箱梁桥的使用日益增加。而我国桥涵设计规范对于钢箱梁桥设计温差标准值尚无明确规定，原因在于得到具有一定重现期的截面温差标准值需要建立在长期广泛的现场实测的基础上，所获得的实测数据数量庞大且后期数据处理工作量巨大。

我国现行的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)规定的温度梯度模式参照美国AASHTO规范而得，且只给出了铺装后混凝土梁与钢-混组合梁的日照温度梯度。工程设计一般参照英国桥梁规范BS-5400对结构温度效应进行估算，然而，由于日照、气象、地理环境等影响桥梁结构温度分布的外在环境因素的不同，BS-5400温度梯度曲线不一定适用于中国的桥梁结构。因此，在对长安大学渭水校区钢箱梁试验模型温度场和沈阳后丁香钢箱梁桥进行长期的温度监测之后，对温度数据进行有效的整理分析以得到适用于我国公路钢箱梁桥温度梯度模式是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种公路钢箱梁桥温度梯度模式的评价方法，目的在于得到适用于我国公路钢箱梁桥的温度梯度模式。

本发明的技术方案是由以下步骤实现：

(1)在钢箱梁桥腹板和顶板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为2～5分钟。

(2)将采集获得的钢箱梁桥温度进行分析，找出腹板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，顶板测点间的距离为纵坐标，做出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线。

(3)将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式。

(4)得到竖向温度梯度模式腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式顶板各折点的日极值温差值。

腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去腹板测点最低温度值，顶板各折点的日极值温差值为顶板各折点处测点温度值减去顶板测点最低温度值。

(5)对钢箱梁桥的顶板和腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数。